Влияние присадок на диэлектрические свойства трансформаторных масел

В качестве присадки к свежим трансформаторным маслам используется ингибитор окисления 2,6-дитретичный бутил-4-метилфенол (ионол). Присадка ионол не изменяет tg δ товарного масла различного происхождения сразу же после растворения, а также в процессе длительного хранения. В свежих маслах могут содержаться медные, железные и в минимальных количествах натриевые, магниевые, кальциевые соли нафтеновых и сульфокислот. При эксплуатации образуются в основном медные и железные соли кислых продуктов старения масла. Содержание (по массе) меди и железа в эксплуатационных трансформаторных маслах, как правило, не превышает 0,001%. Известно, что деактиваторы — одна из групп антиокислительных присадок — переводят растворимые в масле соединения металлов в комплексы, в которых атом металла уже не обладает каталитической активностью. В результате взаимодействия деактиватора и мыла образуются комплекс присадки с металлом и кислота. Этот комплекс по нашим данным в отличие от мыла не является коллоидом и поэтому не служит источником проводимости. Присадки, являющиеся деактиваторами гомогенных катализаторов окисления, содержащих в своем составе металлы (мыла), способны снизить диэлектрические потери в изоляционных маслах. Эти присадки в отличие от собственно антиокислительных присадок (например, ионола) не только не допускают роста тангенса угла диэлектрических потерь масла в процессе его старения, но и при добавлении их в свежее или уже работавшее масло с исходными высокими значениями tg δ снижают потери в нем, связанные с наличием мыл. В маслах растворяли при температуре 110°С вначале мыла в количестве по массе 0,02% (нафтенаты меди, железа, натрия и пальмитат железа), а затем различные присадки (0,04%). Эффект взаимодействия присадки с мылом оценивали по изменению внешнего вида масла (изменение цвета, появление осадка) и снижению tg δ (таблица 1), а также по увеличению индукционного периода окисления (таблица 2). Таблица 1 - Действие антиокислительных присадок на масла, содержащие мыла (трансформаторное масло: цвет соломенный, при 70°С tg δ=3·10-4, белое масло: бесцветное, при 70 °С tg δ <10-4)

Показатель		Показатели масла с мылом без присадок	Показатели масла с мылами и присадками
			Антраниловая кислота	Никотиновая кислота	8-оксихинолин	Дисалици-лиден-эти-лендамин	4,4-диами-нодифенил-дисульфид	2,6-дитрет-бутил-4-ме-тилфенол	Параокси-дифениламин
Нафтенат железа в трансформаторном масле
Наличие осадка и его цвет	Нет		Есть, ко- ричневый	—	Нет	Нет	Есть, ко- ричневый	Нет	Нет
Цвет масла после фильтрации	Крепкого чая		Соломен- ный	—	Грязно- зеленый	Оранжево-красный	Соломен- ный	Крепкого чая	Оранжевый
tg δ при 70 °С, после фильтрации, 10-2	10,8		0,30	—	0,70	2,00	5	11,92	12,0
Нафтенат меди в трансформаторном масле
Наличие осадка и его цвет	Нет		Есть, зеле-новатый	Есть, зеле-новатый	Есть, желтый	Есть, зеле-новатый	Есть, темно-ко- ричневый	Нет	Нет
Цвет масла после фильтрации	Зеленый		Соломен- ный	Соломен- ный	Соломен- ный	Желтый	Желтый	Зеленый	Оранжевый
tg δ при 70 °С, после фильтрации, 10-2	6,70		0,28	0,30	0,53	0,21	1,0	6,40	12,50
Нафтенат натрия в трансформаторном масле
Наличие осадка и его цвет	Нет		Есть, желтый	Есть, желтый	Нет	Нет	Есть, свет-ловатый	Нет	Нет
Цвет масла после фильтрации	Соломен- ный		Соломен- ный	Соломен- ный	Соломен- ный	Соломен- ный	Соломен- ный	Соломен- ный	Соломен- ный
tg δ при 70 °С, после фильтрации, 10-2	3, 12		0,29	0,22	4,60	4,79	2	4,65	14,0
Пальмитат железа в трансформаторном масле
Наличие осадка и его цвет	Нет		Есть, буро-коричне-вый	Есть, темно-желтый	Нет	Нет	Есть, коричневый	Нет	Нет
Цвет масла после фильтрации	Крепкого чая		Соломенный	Соломенный	Грязно-зеленый	Оранжево-красный	Соломенный	Крепкого чая	Оранжевый
tg δ при 70 °С, после фильтрации, 10-2	9,10		0,24	0,40	2,00	1,25	1,96	8,90	15,04
Нафтенат меди в белом масле
Наличие осадка и его цвет	Нет		Есть, зеле-новатый	Есть, белый	Есть, желтый	Есть, желтый	Есть, ко-ричневый	Нет	Нет
Цвет масла после фильтрации	Светло-зеленый		Бесцветный	Бесцветный	Зеленовато-желтый	Светло-желтый	Бесцветный	Светло-зеленый	Оранжевый
tg δ при 70 °С, после фильтрации, 10-2	9,34		0,01	0,02	0,04	0,05	0,03	8,20	9,02

Таблица 2 - Способность присадок одновременно уменьшать диэлектрические потери и увеличивать стабильность белого масла с нафтенатом меди

№ п/п	Белое масло	Период до начала бурного окисления, мин	tg δ при 70 °С, 10-2
1	+0,01% нафтената меди	50	9,2
	С добавкой:
2	0,05% антраниловой кислоты	550	0,01
3	0,04% никотиновой кислоты	180	0,02
4	0,05% 5,7-дибром 8-оксихинолина	600	0,01
5	0,05% 8-окснхинолина	600	0,04
6	0,03% 4,4-диаминодифенилдисульфида	>2000	0,03
7	0,2% 2,6-дитретбутил-4-метилфенола	>2000	8,2
8	0,03% параоксидифениламина	100	9,0
9	0,05% пирамидона	50	9,0
10	Без добавок	620	0,01

Примечание. Пункты 2—5 — деактиваторы, 6—8 — ингибиторы. Антраниловая и никотиновая кислоты — высокоэффективные деактиваторы — полностью ликвидируют действие всех испытанных мыл, в том числе натриевых. Все остальные присадки при наличии нафтената натрия не снижают tg δ, а иногда даже повышают его; дисалицилиденэтилендиамин эффективен в присутствии в маслах нафтената меди. Ингибирующая присадка 2,6-дитретбутил-4-метилфенол (ионол) не реагирует с мылами и не влияет на проводимость масла. Известный ингибитор окисления 4,4-диаминодифенилдисульфид снижает tg δ масла, содержащего медные и железные мыла. Деактиваторы, т.е. присадки, способные предотвращать или эффективно уменьшать проокислительное действие гомогенного медного катализатора, одновременно практически полностью тормозят повышение tg δ, обусловленное наличием мыл (таблица 2).